Anatomía y fisiología de la reproducción en machos
APARATO REPRODUCTOR MASCULINO • Gónada: Testículos. • Sist Sistem emaa de co cond nduc ucci ción ón:: ret retee tes testi tis, s, co cond nduc ucto toss eferentes, epidídimo, conducto deferente, uretra • Glán Glándu dula lass ac acce ceso sori rias as:: gl glán ándu dula lass ve vesi sicu cula lare res, s, próstata, glándulas bulbouretrales o de Cowper, glándulas ampulares • Órgano copulador: Pene.
Funciones del Aparato Reproductor • • • • •
Producción de gametas Producción de de ho hormonas Transporte de gametas Excreción de orina Eyaculación
Genital: carnero
Gónada sexual masculina: Testículo Situado en el interior de un saco de piel: escroto
– Sostén – Regula la temperatura testicular (inferior al organismo) • • • • • •
Glándulas sudoríparas Recorrido flexuoso de los vasos sanguíneos superficiales Túnica dartos Músculo cremaster externo Piel delgada Presencia de pelos en escroto (oveja)
Escroto • Piel • Túnica dartos • Fascia espermática externa _Túnica vaginal (serosa) – Túnica vaginal parietal – Túnica vaginal visceral – Cavidad vaginal
Testículo
Testículo Descenso de los testículos – Rumiantes: 2-4 meses gestación – Equinos: 9 meses de Gestación - 10 dias de vida – Cerdo: 90 días de gestación
Descenso testicular
Descenso del testículo
Estructura testicular • Túbulos seminíferos (epitelio germinal – estratificado): desembocando en rete testis – Células de Sertoli (sostén) – Células germinales (espermatogonias)
• Intersticio- células de Leydig
Células de Sertoli • Soporte, nutrición y diferenciación de las células germinales • Secretan Inhibina (feed-back negativo inhibiendo liberación de FSH)
• Producción de proteína transportadora de Andrógenos (ABP)
Células germinales • Células en fase de diferenciación hacia espermatozoide: – Espermatogonias: Se dividen en de Tipo A, B e I. – Espermatocito primario – Espermatocito secundario – Espermátide
Las espermatogonias se dividen a su vez en : Espermatogonias de tipo A (EGA) Espermatogonias de tipo B (EGB) Espermatogonias de tipo I (EGI) Las EGA pueden clasificarse como células madre, porque pueden dividirse y originar células en diferenciación. Las EGB y EGI, producen espermatocitos y se las clasifica como cél. de diferenciación.
Espermatocitogénesis Espermatogonios: células de la periferia de los túbulos seminíferos que aumentan en número por división mitótica. Espermatocitos primarios: son producidos por espermatogonios. Sufren división meiótica, reduciéndo su número cromosómico a la mitad, transformándose en espermatocitos secundarios –primera división meiótica. Espermatocitos secundarios: tienen la mitad del número cromosómico. Segunda división meiótica, formando cuatro espermátides.
Espermiogénesis Espermátides: experimenta cambios nucleares y citoplasmáticos que determinan su motilidad potencial debido al desarrollo de un flagelo. Espermatozoide: son células que requieren sufrir un proceso de capacitación en el tracto genital femenino para adquirir capacidad fecundante.
Espermatogonias
Esp. primario Esp. secundario Espermátides
Espermatozoides
Células de Leydig • Secretan testosterona • Se encuentran entre los túbulos seminíferos (intersticio)
Túnica Albugínea Células Intersticiales (Leydig) Conductos Seminíferos
Células espermatogénicas
Estructura interna de un espermatozoide sin membrana plasmática.
D. Fawcet 1975
Cabeza de espermatozoide Sección sagital de la cabeza de un espermatozoide de primate.
D. Fawcet 1977
Pieza intermedia de un espermatozoide Se observan las mitocondrias rodeando al paquete de fibras. Se ha extraído la membrana plasmática.
D. Fawcet 1975
Mitocondrias en pieza intermedia
Pieza principal de la cola Pieza principal - cola de espermatozoide de mamífero sin membrana plasmática.
Distribución del axonema
Axonema
Corte de cola espermática Sección transversal de espermatozoide normal
Sección transversal de cola con defecto en la dineína
Espe Es perm rmat atoz ozoi oide de de to toro ro
Capacitación espermática
Capacitación espermática
Sistema de conducción Túbulos seminíferos rete testis (mediastino testicular) túbulos eferentes ( perforan la túnica albugínea) cabeza del epidídimo cuerpo del epidídimo cola del epidídimo (reserva de espermatozoides) conducto deferente uretra
Epidídimo • Conducto largo, contorneado. • Conecta los vasos eferentes con los conductos deferentes. • 3 partes: cabeza, cuerpo, y cola
Epidídimo • • • • • •
Maduración del espermatozoide Transporte Acumulación Nutrición Secreción/absorción Fagocitosis de espermatozoides anormales
Conducto deferente • Tubo muscular que impulsa los espermatozoides en la eyaculación • Forma parte del cordón espermático (binza) • Se inicia en la cola del epidídimo- desemboca en uretra.
Uretra • • • •
Ubicado sobre el piso de la pelvis Tubo largo y angosto Se inicia en la vejiga Se divide en: – uretra pelviana – Uretra peniana
• Órgano común con el sistema urinario
Glándulas anexas Glándulas vesiculares o vesículas seminales (n=2): • Desemboca en la uretra. • Secreción de aspecto gelatinoso. • 30-50% del vol. del eyaculado del toro. • Secreta fructosa –nutrición espermática. Glándula prostática (n=1): • Rodea la uretra pélvica • Neutraliza el plasma seminal acidificado por acumulación de anhídrido carbónico; como también el pH ácido del tracto genital femenino (buffer) • 5 al 60% del vol. eyaculado (según especie)
Glándulas anexas Glándulas bulbouretrales o de Cowper (n=2): • Localizadas en el lateral de la uretra. • Lubricación y neutralización del contenido de la uretra (rumiantes) Glándulas ampulares • Localizadas en el extremo terminal del conducto deferente. • Energía y fluidez
Pene • Órgano copulatorio • Dividido en 3 partes
Glande Cuerpo dos raíces
Tejido eréctil o cavernoso: sinuosidades vasculares que se llenan de sangre al momento de la erección, generando turgencia
Erección: • por aumento de tamaño debido a la turgencia generada por la sangre (mayormente cuerpo cavernoso) –equino-. • por enderezamiento del ángulo sigmoideo (toro, carnero, cerdo) (mayormente tejido conectivo)
Pene • Prepucio • Flexura sigmoidea • Tipos de penes – Fibroelasticos – Musculocavernosos
Tipos de penes 1- Musculocavernosos: al llenarse de sangre aumentan de tamaño.(hombre y caballo). 2- Fibroso: inextensible el órgano y no incrementa en tamaño durante la erección. Aumenta su rigidez y longitud por enderezamiento de la flexura sigmoidea y por relajación del músculo retractor. (rumiantes y cerdos).
Glande
Pene-Prepucio
Espermatogónia
FSH Espermatocito primario
Espermatocito secundario
Espermátides
Espermatozoide
Testosterona
Regulación neuroendocrina • Requiere del sistema hipotálamo- hipófisisgonadal
Hormonas • Inhibina: producida por túbulos seminíferos. Inhibe secreción de FSH y de ICSH. • FSH: aumenta la síntesis de ABP – proteína transportadora de andrógenos. Aumenta la síntesis de esperma. • Prolactina: potencia la acción de la ICSH • ICSH –hormona estimulante de las células intersticiales: • LH: estimula el desarrollo testicular y la secreción de testosterona. • Testosterona.
• Secretada por las células de Leydig • Regulada su producción por FSH/LH • Comportamiento del macho y de los caracteres sexuales secundarios.
Testosterona
Testosterona • • • • • • •
Diferenciación sexual genitales externos Descenso de los testículos Separación glande- pene Crecimiento glándulas accesorias Lí bido bido Mantener secreción/absorción del epidídimo Espermiogenesis
Pubertad Caballo Toro Carnero Cerdo
Promedio 18 meses 9-12 meses 7-8 meses 5-7 meses
Rango 12-24 meses 6-18 meses 4-12 meses 4-8 meses
Características sexuales secundarias • Debido a la presencia de testosterona – Cabeza y hombros más corpulentos (toro) – Cuernos en algunas especies. – Colmillos. – Menos grasa subcutánea. – Mínimo desarrollo mamario.
Prácticas zootécnicas • Castración: extirpación de los testículos. – Química. – Quirúrgica. – Pinza emasculadora. – Banda elástica
• Vasectomía: extirpación de una porción de los conductos deferentes.
Exámen reproductivo • Exámen general: – – – –
• • • •
Aplomos. Características zootécnicas. Vista. Etc.
Capacidad de servicio. Exámen testicular. Exám Ex ámen en sa sang nguí uíne neoo (en (enfe ferm rmed edad ades es)) Exámen del eyaculado.
Examen testicular.
INSEMINACIÓN ARTIFICIAL FUNDAMENTOS
La inseminación artificial es la técnica reproductiva mas difundida
Técnica de inseminación artificial en el ganado bovino: - Simple - De bajo costo - Efectiva
Oviducto
102 Vagina
Sitio de fertilización
Cervix Útero
Agrobiotecnología
Unión útero-tubal
Biotecnología en reproducción animal
107
105
103
Gradiente en el número de espermatozoides viables después del servicio en el tracto genital de la hembra
Ventajas y aplicaciones de la inseminación artificial
• Aumento del progreso genético - Aumento de la eficiencia de estimación del valor . genético (ensayo de progenie) - Uso intensivo de un macho de alto valor genético - Rápida difusión de la genética superior
•
Control de enfermedades venéreas
•
Eliminación de costos asociados al toro
•
Uso de machos incapacitados
•
Transporte y conservación prolongada de material genético
•
Utilización de semen sexado
Agrobiotecnología Biotecnología en reproducción animal
Producción de semen en el ganado bovino
Centros de colección de semen
Toros
Dosis producidas frescas
Dosis producidas congeladas
África
18
646
55.204
1.484.850
Norteamérica
69
9.627
0
43.270.500
Sudamérica
71
530
0
5.917.269
Lejano Oriente
188
9.228
8.874.920
63.938.027
Oriente Medio
17
268
16.794
2.559.640
Europa
239
19.803
2.694.903
115.176.785
Total
602
40.102
11.641.821
232.347.071
Región
Adaptado de: Vishwanath, Theriogenology, 2003.
Inseminación artificial con semen sexado
Especie
Diferencia X-Y (%)
Humana
2,8
Porcina
3,6
Equina
3,7
Bovina
3,8
Canina
3,9
Ovina
4,2
Adaptado de: Johnson and Welch, Theriogenology, 1999.
Posibles usos del semen sexado
• Producción animal • Animales de compañía • Deportes (perros, caballos) • Investigación • Animales transgénicos • Medicina humana
Agrobiotecnología Biotecnología en reproducción animal
- Enfermedades genéticas ligadas al sexo - Elección del sexo
El uso de semen sexado para inseminación artificial de bovinos es aún limitado
• Alto costo de la tecnología - Utilización de semen fresco (no criopreservado) - Separación de 1x107 espermatozoides de cada sexo por hora con una pureza de 90% - Equipamiento costoso
• Menor fertilidad - Dosis de inseminación reducidas (2x106) - Espermatozoides con reducida fertilidad
• Utilización de semen sexado - Test de progenie Agrobiotecnología Biotecnología en reproducción animal
- Aumento de la presión de selección - Asociado con otras tecnologías (superovulación y transferencia de embriones, fertilización in vitro)
IA PASOS A SEGUIR •Colección semen •Completo examen de viabilidad.
•Semen fresco • utilizado inmediatamente después de la extracción (pavos, gansos y cerdos)
•Criopreservación •(vacas).
Inseminación Artificial Electroeyaculación: en toros y carneros. Manual: en cerdos, aves y peces. Vagina Artificial: da buenos resultados.
Electroeyaculador
Electroeyaculación
VAGINA ARTIFICAL PASOS A SEGUIR Consiste en un tubo rígido con una manga de goma que se llena con agua tibia (40º) a fin de simular la temperatura corporal.
VAGINA ARTIFICAL
Potro de salto
Mano enguantada
Extracción de semen por masaje
Evaluación Microscópica • Porcentaje de motilidad progresiva • Concentración espermática • Porcentaje de células anormales
Control de la calidad seminal
Cámara de Neubauer
Fluorescencia Espermatozoide de toro teñido con MitoTracker Green FM y usado para IVF. Los ovocitos fueron teñidos con anticuerpo antitubulina, tetrametilrodami na y DAPI
Foto: P. Sutovsky
Sperm Viability Test Los espermatozoides con membranas intactas están teñidos con SYBR 14 (verde), y los muertos con Ioduro de Propidio (naranja).
Fotos:D.L. Garner y
Tinciones fluorescentes Espermatozoide bovino teñido simultáneamente con MitoTracker Green FM y Hoechst 33342
Foto: P. Sutovsky.
Tinción Eosina-Giemsa Semen de cerdo. A: esp. vivos - Acr. intacto B: esp. muerto - Acr. intacto C: esp. vivo - Acr. no intacto D: esp. muerto - Acr. no intacto No diferencia entre acrosomas reaccionados o lesionados
Evaluación de la calidad seminal Algunas características de semen anormal: Azoospermia (ausencia de EZ normales). Acrosomas defectuosos. Defectos de piezas intermedias ( dobladas o quebradas). Defectos de cabezas (piriformes o microcefálicas). Cabezas sueltas de EZ. Cabezas anormales. Predominio de EZ muertos por acumulación en la cola del epidídimo. EZ con colas enrolladas (teratoides). EZ con gotas citoplasmáticas. EZ con cola de muñon. Vacuolas nucleares (efecto diadema).
Algunas de las consecuencias de utilizar semen de mala calidad •Problemas para la unión y penetración de la zona pelúcida. •Problemas en la capacidad de fecundar y en la función del resto de la población espermática. •Alteraciones en la competencia funcional de los EZ para interactuar con los ovocitos o iniciar el desarrollo embrionario. •Comprometer la capacidad fertilizadora de los EZ normales.
Envasadora de pajuelas con printer integrado
Cámara fría
Congeladora
FASES EN LA IA Preparar el material a utilizar en la IA: Vaca Pipetas Guantes Semen Agua Tibia Reloj Toallas de Papel Registros
FASES EN LA IA • Seleccionar pajuela a usar. • Descongelado agua a 35ºC por 20 a 30 seg (usar el reloj). – Debe realizarse rápidamente a fin de evitar la reorganización de cristales de agua en el interior de los espermios, lo que provocaría la ruptura de membranas y muerte.
• Secado la pajuela • Introducirla en la pipeta o aplicador.
•
Manejo correcto del termo
Manejo incorrecto del termo
Secado de la pajuela
Secado de la pajuela
APLICACIÓN DE LA DOSIS
POSTERIOR A LA IA • Dejar a la vaca inseminada en el corral por un par de horas (2 hrs. mín) • Evitar molestarla durante este tiempo de espera. • Volver al grupo de vacas
GESTACIÓN DE 2 MESES
GESTACIÓN 3 - 4 MESES
GESTACIÓN DE 5 - 6 MESES
